早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療可明顯降低新型冠狀病毒感染者危重癥發(fā)生率和死亡率，而AI算法與醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合，將為新冠肺炎乃至更多類(lèi)型的肺炎疾病提供早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療的高效解決方案。

“人工智能(AI)診斷系統(tǒng)在新型冠狀病毒肺炎檢測(cè)及肺炎鑒別診斷中的應(yīng)用研究”等6個(gè)科研項(xiàng)目，最近獲得來(lái)自國(guó)防科工局推廣專(zhuān)項(xiàng)和蘇州市應(yīng)急防治科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目渠道的資助。

挖掘肉眼無(wú)法觀察的深層次信息

按照國(guó)家衛(wèi)健委印發(fā)的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》，“影像學(xué)特征”被列為新冠肺炎疑似病例臨床表現(xiàn)的三條之一。CT檢查在新冠肺炎診斷中起重要作用，在主要疫區(qū)一度作為臨床診斷的主要依據(jù)。但常規(guī)CT檢查也有不足，早期難以觀察到較隱匿病變，且與其他病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎難以區(qū)分等。

“通常影像診斷醫(yī)師靠人眼來(lái)辨別CT檢查圖像，通過(guò)對(duì)檢查產(chǎn)生的圖像進(jìn)行觀察，根據(jù)其影像學(xué)表現(xiàn)，還有醫(yī)師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，做出主觀判斷。”相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、核工業(yè)總醫(yī)院影像診斷科主任范國(guó)華表示，這有一定局限性，主觀影響因素比較多，而且只能解讀表觀的一些圖像特征。

與醫(yī)生肉眼觀察不同，人工智能可以將視覺(jué)影像信息轉(zhuǎn)化為深層次的特征性的信息，而且這些信息是可量化的。

“利用人工智能技術(shù)建立起的這套智能診斷系統(tǒng)，一是對(duì)于比較早期的病變，肉眼觀察不太明顯的影像學(xué)改變，能夠檢測(cè)出來(lái);二是定性比較準(zhǔn)確，對(duì)病變能給出比較準(zhǔn)確的診斷;另外整個(gè)流程的耗時(shí)相對(duì)人工能夠大大縮短。”范國(guó)華舉例說(shuō)，一般一個(gè)成年人做一次胸部CT檢查會(huì)產(chǎn)生四五百幅薄層圖像，靠人工一幅一幅去看很費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但是機(jī)器可以在幾秒鐘之內(nèi)將這四五百幅圖像檢測(cè)完，而且不存在連續(xù)工作產(chǎn)生疲勞的問(wèn)題。

獲取大樣本標(biāo)準(zhǔn)化的影像數(shù)據(jù)是難點(diǎn)

利用人工智能技術(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的分析，具體過(guò)程是通過(guò)CT掃描獲得數(shù)字化的圖像，然后將圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件系統(tǒng)中進(jìn)行分析，通過(guò)機(jī)器的“深度學(xué)習(xí)”建立模型。對(duì)建立的模型，使用一定數(shù)量的確診病例來(lái)驗(yàn)證其是否可靠，然后用于檢測(cè)其他的未知病例。這種人工智能和影像診斷相結(jié)合的技術(shù)，此前多用于腫瘤的診斷。

要把這個(gè)AI“養(yǎng)大成人”，最終成熟到能夠幫助診斷，喂給它學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的“養(yǎng)料”就是數(shù)據(jù)。

“樣本量越大、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)越多越好。但隨著研究的進(jìn)行，要增大樣本量，單個(gè)醫(yī)院數(shù)據(jù)獲取有限，需要協(xié)調(diào)開(kāi)展多中心研究，以擴(kuò)大樣本量。”范國(guó)華說(shuō)，獲取大樣本標(biāo)準(zhǔn)化的影像數(shù)據(jù)是難點(diǎn)。

做CT檢查時(shí)，各家醫(yī)院使用的機(jī)器設(shè)備、掃描參數(shù)等不盡相同。但做大樣本分析，要求所有的影像數(shù)據(jù)都是規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的。在將影像數(shù)據(jù)交給機(jī)器前，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，正因如此，數(shù)據(jù)的精確標(biāo)記對(duì)人工智能應(yīng)用具有重要影響。這意味著要對(duì)病灶進(jìn)行精確分割，“通常分割得越精確越好，但也是一個(gè)難點(diǎn)。”范國(guó)華說(shuō)。

疫情后將用于肺炎的鑒別診斷

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與影像診斷的結(jié)合日益密切。范國(guó)華說(shuō)，開(kāi)展這項(xiàng)研究的出發(fā)點(diǎn)，是為臨床診斷提供一些幫助，探索較早的較準(zhǔn)確的診斷方法。“目前已進(jìn)行CT掃描技術(shù)的優(yōu)化包括數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，同時(shí)收集相關(guān)病例的影像學(xué)資料、臨床資料、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)資料等，隨后利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。”范國(guó)華說(shuō)，預(yù)計(jì)該研究在一年左右完成，明年1—2月可投入臨床使用。

如果新冠肺炎疫情已經(jīng)過(guò)去，這項(xiàng)成果還有用嗎?

“我們希望能夠盡早得到實(shí)際應(yīng)用。”范國(guó)華表示，不同的致病微生物都可能引起肺部的炎癥，疫情后這套診斷系統(tǒng)將主要用于肺炎的檢測(cè)及鑒別診斷，用于某些需要關(guān)注的肺部炎癥。

他同時(shí)謹(jǐn)慎表示，系統(tǒng)還在研究過(guò)程當(dāng)中，目前尚處于研究初期，后續(xù)能達(dá)到什么水平，還要看以后工作開(kāi)展的情況。

盡管人工智能有優(yōu)勢(shì)，但范國(guó)華認(rèn)為機(jī)器還不能完全代替人的角色。(李春平 本報(bào)記者 陳 瑜)